Физические свойства

Физические свойства тканей делятся на гигиенические, теплозащитные, оптические и электрические.

Гигиеническими принято считать свойства тканей, существенно влияющие на комфортность изготовленной из них одежды и ее теплозащитные свойства. Гигиенические свойства должны учитываться при изготовлении одежды определенного назначения. К этим свойствам относятся гигроскопичность, воздухопроницаемость, паропроницаемость, водоупорность, пылеемкость, электризуемость. Они зависят от волокнистого состава, параметров строения и характера отделки тканей.

Гигроскопичность характеризует способность ткани впитывать влагу из окружающей среды (воздуха). Гигроскопичностью называют влажность ткани при 100%-й относительной влажности воз духа и температуре 20 С. Гигроскопичность %, определяют по результатам взвешивания увлажненного и сухого образцов, используя формулу

ГЧг = (т тс)

где п масса образца, вьтдержанного в течение 4 ч при относительной влажности 100%, г; т масса абсолютно сухого образца, г.

Гигроскопичность тканей зависит от способности составляющих их волокон и нитей смачиваться водой, от строения тканей и от их отделки.

Наибольшей гигроскопичностью обладают чистошерстяные ткани, наименьшей — ткани из синтетических волокон. Гигроскопичность очень важна для изделий бельевого и летнего ассортимента. Способностью быстро впитывать влагу и быстро ее отдавать обладают льняные ткани, гигроскопичность которых около 12%. Хорошей гигроскопичностью обладают ткани из натурального шелка, вискозных волокон, хлопка, ацетатных волокон. Синтетические и три ацетатные ткани имеют низкие показатели гигроскопичности.

Отделка может существенно влиять на гигроскопичность ткани. Водоотталкивающие пропитки, пленочные покрытия, несмываемые аппреты, отделка лаке, водонепроницаемая отделка, противоусадочное и противосминаемое пропитывание, металлизация и флокирование снижают гигроскопичность тканей, так как основаны на получении на поверхности тканей пленок из синтетических полимерных материалов.

Воздухопроницаемость — способность ткани пропускать через себя воздух. Она зависит от волокнистого состава, плотности и вида отделки ткани и характеризуется коэффициентом воздухопроницаемости В который показывает, какое количество воздуха прохо дит через единицу площади в единицу времени при определенной разнице давлений по обе стороны ткани.

Коэффициент воздухопроницаемости В дм подсчитывается по формуле

В КГ/($

где — количество воздуха, прошедшего через материал, дм 8 площадь материала, м 1— длительность прохождения воздуха, с.

Воздухопроницаемость зависит от строения ткани, ее пористости, от вида отделки. длинные перекрытия переплетений повышают воздухопроницаемость. При всех равных условиях наименьшую воздухопроницаемость имеют ткани полотняного переплетения. Несминаемая отделка уменьшает воздухопроницаемость ткани на 20—25%, а каландрирование — на 20—40%.

Воздухопроницаемость очень важна для тканей бельевого и лет него ассортимента. Малоплотные ткани, имеющие большое число сквозных пор, обладают хорошей воздухопроницаемостью и, следовательно, вентилирующей способностью. Плотные ткани из синтетических и триацетатных волокон, ткани со спецпропитками и отделками, материалы с пленочным покрытием, прорезиненные мате риалы вообще не обладают воздухопроницаемостью или имеют низкий показатель этого свойства. Но материалы с низкой воздухопроницаемостью отличаются высокой ветростойкостью. Именно поэтому ткани с пленочными покрытиями широко используются для изготовления штормовок, курток, стеганьих пальто; искусственная кожа и замша применяются для изготовления ветростойкой межсезонной одежды. Поэтому оценку показателей гигиенических свойств материалов всегда следует проводить с учетом их назначения.

Воздухопроницаемость колеблется в очень широких пределах — от 6 до 1500 дм для летних хлопчатобумажных и шелковых тканей этот показатель составляет 500—1 500 дм для пальтовых тканей — до 180 дм для ветрозащитных тканей со специальной пропиткой — 6—10 дм

В процессе влажно-тепловой обработки в результате действия влаги, пара, повышенной температуры могут изменяться линейные размеры текстильных материалов. Изменение линейных размеров - усадка текстильных химических материалов происходит при воздействии на материал влаги и температуры, близкой к температуре термофиксации.

Повышенная тепловая усадка материалов, появляющаяся в результате влажно-тепловой обработки, усложняет технологический процесс, увеличивает трудозатраты и материалоемкость при изготовлении изделий. Усадка более 2% приводит к переводу изделий в меньшие размеры.

Тепловая усадка возрастает с увеличением количества тепловых воздействий на материал. При изготовлении изделий отдельные детали (полочки, воротник) многократно подвергаются влажно-тепловой обработке. С увеличением числа обработок от одной до семи усадка материалов может увеличиваться в 1,4-6 раз.

Предельные режимы влажно-тепловой обработки устанавливают в зависимости от вида ткани и технологической операции. Превышение установленных параметров режима приводит к появлению лас, пятен, опалов, тепловой усадки, чрезмерному утонению рыхлых пушистых тканей. Для отдельных материалов, например объемных, ворсовых, синтетических, трикотажных и нетканых полотен, следует по возможности исключать влажно-тепловую обработку для получения объемной формы деталей. Объемная форма деталей должна создаваться путем конструкторских решений. С целью уменьшения усадки материалов в текстильной промышленности в процессе отделки проводятся ширение, декатировка, обработка на специальных усадочных машинах, противоусадочное пропитывание, термофиксация тканей из синтетических волокон и смешанных тканей, содержащих синтетические волокна. В швейном производстве для придания усадки всему полотну производится декатировка.

Паропроницаемость — способность ткани пропускать водяные пары. Коэффициент паропроницаемости В г1(м показывает, какое количество водяных паров проходит через единицу площади материала в единицу времени:

В = АL(Е),

где А — масса водяных паров, прошедших через пробу материала, г; Р — площадь пробы материала, м 1 время испытания, ч.

Паропроницаемость является важнейшим гигиеническим свойством материала, так как она обеспечивает выход излишней парообразной и капельно-жидкой влаги (пота) из пододежного слоя.

Паропроницаемость особенно важна для тканей с низкой воздухопроницаемостью. Паропроницаемость зависит от гигроскопических свойств волокон и нитей, составляющих ткань, и от пористости ткани, т. е. от ее плотности, вида переплетения и характера отделки. В тканях с неплотной структурой пары влаги проходят через поры, в более плотных материалах паропроницаемость должна обеспечиваться высокой гигроскопичностью волокон. Паропроницаемость — очень важное гигиеническое свойство бельевых, летних, спортивных изделий и спецодежды.

Водоупорность — способность ткани сопротивляться прониканию воды. Водоупорность особенно важна для тканей специального на значения (брезентов, палаточных, парусины), а также для шинельных, шерстяных пальтовых, плащевых и курточных тканей. Водоупорность тканей определяется их волокнистым составом, строением и характером отделки. Для увеличения водоупорности и придания водонепроницаемости ткани обрабатывают различными пропитками, на их поверхность наносят разнообразные пленочные покрытия. Водоупорность определяется методом кошеля и характеризуется временем, которое проходит с момента заполнения кошеля водой до появления первых трех капель на его наружной стороне.

Пылеемкость — способность материалов удерживать пыль. Она характеризуется относительной пылеемкостью П %.

Пылеемкость портит внешний вид ткани и загрязняет одежду. Наибольшей пылеемкостью обладают ткани из рыхлых пушистых текстурированных нитей, рыхлые шерстяные ткани с начесом, материалы с вертикально стоящим ворсом — бархат, велюр, плюш, искусственная замша, вельветоподобные трикотажные полотна и др.

Теплозащитные свойства являются важнейшими гигиеническими свойствами изделий зимнего ассортимента. Эти свойства зависят от теплопроводности образующих ткань волокон, от плотности, толщины и вида отделки ткани. Самым «холодным» волокном считается лен, так как он имеет высокие показатели теплопроводности, самым «теплым» — шерсть. Использование толстой пряжи, увеличение линейного заполнения ткани, применение многослойных переплетений, валка, ворсование увеличивают теплозащитные свойства ткани. Наиболее высокие показатели теплозащитных свойств имеют толстые плотные шерстяные ткани с начесом.

Чаще всего для характеристики теплозащитных свойств одежных тканей используют суммарное тепловое сопротивление. На теплозащитные свойства одежды существенное влияние оказывает число слоев материала в пакете одежды. С увеличением числа слоев материала суммарное тепловое сопротивление пакета воз растает.

В теплозащитной одежде высокое тепловое сопротивление должно сочетаться с достаточной паропроницаемостью, чтобы защитить человека от внешнего холода и не препятствовать удалению влаги с поверхности тела. Такое сочетание достигается при оптимальном подборе волокнистого состава, структуры полотна и видов отделки.

Термостойкость - это способность материала реагировать без изменения физических свойств на продолжительные или кратковременные нагревы. Термостойкость материала обычно характеризуется максимальной (критической) температурой. При температуре выше критической наступает ухудшение свойств материала, препятствующее его использованию.

В процессе изготовления швейных изделий текстильные материалы подвергаются температурным воздействиям при влажно-тепловой обработке и обработке на швейной машине разогретой иглой.

Самую низкую термостойкость имеют хлориновые волокна. Их размягчение наблюдается при температуре 95-100°С. У полиамидных волокон размягчение может наступить при температуре 170-235°С (в зависимости от модификаций), у полиэфирных - при температуре 220-240°С. Для натуральных волокон (шерсти, шелка, хлопка, льна) наиболее характерно разложение, проявляющееся в уменьшении их прочности (для шерсти происходящее при температуре, близкой к 235° С, а для шелка - при температуре 150-170° С).

Повышенный нагрев при глаженье и прессовании тканей уменьшает их прочность, устойчивость к многократным изгибам, истиранию, изменяет цвет материала.

При кратковременном нагреве процессы изменения физических свойств материалов имеют обратимый характер. Действие повышенной температуры можно регулировать уменьшением времени контакта. При длительном воздействии наблюдаются необратимые процессы теплового старения.

При стачивании текстильных материалов вследствие трения иглы о материал происходит нагрев иглы. Степень нагрева зависит от структуры, толщины, плотности, жесткости обрабатываемых материалов, скорости пошива, конфигурации иглы, чистоты обработки ее поверхности и т. п. Чем больше плотность, жесткость, толщина стачиваемых материалов, тем выше температура нагрева иглы.

Игла может нагреваться до 400°С. В этом случае при стачивании материалов, содержащих химические волокна, материалы размягчаются и налипают на поверхность иглы. При использовании синтетических ниток может происходить размягчение, которое вызывает ее обрыв.

Для снижения нагрева иглы при стачивании материалов рекомендуется использовать швейные машины с принудительным охлаждением иглы и применять дополнительную обработку (смачивание) поверхности ниток кремнийорганическими препаратами.

Оптическими свойствами тканей называется их способность вызывать у человека зрительные ощущения цвета, блеска, белизны и прозрачности. Цвет (колорит, окраска) ткани зависит от того, какую часть спектра отражает поверхность ткани. Если она отражает лучи всего спектра, то возникает ощущение ахроматического белого цвета. Если ткань поглощает лучи всего спектра, то возникает ощущение ахроматического черного цвета. При равномерном неполном поглощении возникает ощущение серого цвета различных оттенков. Если материал избирательно отражает световой поток, т. е. излучает волны, соответствующие восприятию определенного цвета, возникает ощущение хроматических цветов (всех цветов, кроме черного, белого, серого). Хроматические цвета характеризуются цветовым тоном, насыщенностью, светлотой; ахроматические — только светлотой.

Цветовой тон — основная качественная характеристика ощущения цвета, которая дает возможность сопоставлять цветовые ощущения образца материала с цветами солнечного спектра. В зависимости от длины излучаемой волны цветовой тон соответствует определенному цвету солнечного спектра: красному, оранжевому, желтому, зеленому и т. д. Расположенные по кругу цвета солнечно го спектра образуют непрерывный цветовой круг. Красный, желтый и синий цвета спектра называются основными. Комбинацией этих цветов можно получить разнообразные цвета и оттенки, называемые вторичными цветами. Например, смешивая красный с си ним в различном соотношении, можно получить довольно широкую гамму цветов — от пурпурного до фиолетового (малиновый, вишневый, бордо, лиловый и др.).

Противоположные цвета в цветовом круге называются дополнительными. Например, для синего цвета дополнительным является желтый. Смешав эти два цвета, можно получить зеленый цвет разнообразных оттенков.

Насыщенность — качественная характеристика ощущения цвета, позволяющая в пределах одного цветового тона различать разную степень хроматичности. Наибольшую насыщенность имеют спектральные цвета. К малонасыщенным цветам относятся розовый, салатовый, голубой и др.

Светлота — количественная характеристика ощущения цвета при его сравнении с белым. Оранжевый цвет светлее красного, желтый светлее синего. Светлота прямо пропорциональна насыщенности. Например, сиреневый цвет светлее фиолетового.

Под влиянием ряда факторов (света, воды, температуры, моющих средств) иногда происходит изменение цвета, которое может носить обратимый или необратимый характер. Например, выцветание от действия света носит необратимый характер, а изменившийся при влажно-тепловой обработке цвет может восстановиться при охлаждении.

Блеск ткани зависит от степени зеркального отражения ею светового потока. Блеск непосредственно связан с характером поверхности ткани, которая определяется строением нитей, их круткой, видом переплетения, характером отделки лицевой стороны. Использование гладких, профилированных (плоских и трехгранных) металлических нитей, переплетений с удлиненными перекрытиями (сатиновьих, атласных, основных саржевых), проведение прессования, каландрирования, отделки для придания лощеной и серебристой поверхности, отделки лаке, проведение металлизации увеличивают блеск тканей.

Матирование волокон, использование фасонной пряжи и нитей, текстурированных объемных нитей, рельефных и ворсовых пере плетений, начес, ратинирование, травление, гофрирование, флокирование, придание объемной структуры и заключительная декатировка уменьшают блеск ткани, так как способствуют рассеиванию падающего на нее светового потока. Для измерения интенсивности зеркального блеска текстильных материалов служит специальный прибор глянцеметр.

Прозрачность характеризует способность ткани пропускать лучи света, вызывая ощущение прохождения через ткань светового по тока, и дает представление о толщине материала. Прозрачность ткани зависит от прозрачности волокон и нитей, плотности ткани, наличия в ней сквозных пор, через которые проходит световой по ток, не меняя своего направления. Наибольшей прозрачностью обладают малоплотные и ажурные ткани из прозрачных полиамидных мононитей, малоплотные ткани из натурального шелка (шифон, креп-жоржет), малоплотные ткани из тонкой крученой хлопчатобумажной пряжи (маркизет, вуаль), синтетические креповые ткани с низким линейным заполнением. Светлые ткани кажутся более прозрачными по сравнению с аналогичными тканями, окрашенными в темные цвета.

Белизна определяется при сравнении рассматриваемой ткани с абсолютно белой поверхностью. Она связана со способностью ткани отражать световой поток. Для повышения белизны тканей проводится отваривание и беление с использованием различных отбеливающих веществ: восстановительных, окислительных или содержащих активный хлор. Увеличение степени белизны может быть достигнуто подцветкой ультрамарином, органическими красителя ми (метиловым голубым, основным фиолетовым и др.), применением оптических отбеливателей (флюоресцентных красителей). Блеск ткани увеличивает степень белизны, так как создает зеркальное отражение светового потока, поэтому после каландрирования ткань воспринимается как более белая.

Колорит - соотношение всех цветов, участвующих в расцветке ткани. Колорит тканей может быть солнечным, жизнерадостным, весенним, теплым, холодным, мрачным и т. д. Колорит ткани зависит от тональности, насыщенности, светлоты рисунка и вызывает разнообразные ассоциации. Одни и те же рисунки ткани могут иметь различное колористическое решение. Рисунки на тканях разделяют по их содержанию, размерам, форме. По содержанию рисунки на тканях делятся на сюжетные, о которых можно рассказать; тематические, которые можно охарактеризовать простейшим понятием (горох, цветы, полоска, клетка, бусы и пр.), и беспредметньие, т. е. абстрактные (пятна, неопределенные контуры и др.).

Электрические свойства. Электризуемость — способность тканей накапливать на своей поверхности статическое электричество. При соприкосновении и особенно при трении материалов, неизбежно происходящих при использовании текстильных изделий и их хим чистке, на их поверхности постоянно идет процесс возникновения и рассеивания электрических зарядов. Если равновесие между возникновением зарядов и их рассеиванием нарушается, на поверхности текстильных материалов создается определенный электрический потенциал — происходит электризация. Электризуемость непосредственно связана с природой образующих материал волокон, их строением, влажностью. С повышением влажности электризуемость снижается, так как повышается электропроводность. Синтетические волокна, имеющие низкую гигроскопичность, обладают способностью сильно электризоваться. Одежда из синтетических волокон может нарушать обмен веществ у человека, изменять его артериальное давление, способствовать ощущению дискомфорта, повышать утомляемость, раздражительность, т. е. оказывает отрицательное воздействие на здоровье.

Для снижения электризуемости рекомендуется обработка изделий из ацетатных, триацетатных и синтетических волокон поверхностно-активными антистатическими веществами (антистатиками), которые увеличивают электропроводность текстильных материалов, снижают пылеемкость и загрязняемость.

При разработке новых текстильных материалов электризуемость можно снижать рациональным подбором компонентов, входящих в состав смеси волокон. Сочетание гидрофильных и гидрофобных волокон — волокон, накапливающих заряды противоположного знака, снижает электризуемость.